电子课程设计 ——多功能数字频率计的设计

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1、 任务书任务书 设计设计题目题目 中文：中文：多功能数字频率计的设计多功能数字频率计的设计 英文：英文：Design of Multi-function Digital Frequency Meter 设计功能要求设计功能要求 1、能正确显示输入信号频率； 2、测量频率范围为 1Hz 999999Hz； 3、测量结果以十进制数字显示； 4、能测量幅值较小的信号频率； 5、有自动刷新输出数据的功能（如 5s 刷新一次） ； 6、有自检模块（如产生 100Hz的校准方波） ； 7、增加其他拓展模块（如增加脉搏传感器使之具有脉搏计数功能） 。 设计设计任务内容任务内容 1、学习与研究相关的电子技术理

2、论知识，查阅资料，拿出可行的设计方案； 2、根据设计方案进行电路设计，完成电路参数计算、元器件选型、绘制电路原理 图； 3、进行电路软件仿真（如：Multisim10、Protues7.5、Protel99SE 等） ，或制作实物 进行调试实验，获得实验数据，验证设计有效性。 4、撰写课程设计报告。 签名 多功能数字频率计的设计多功能数字频率计的设计 摘摘 要要 为了提高运用电子技术基本知识进行理论设计、实践创新的能力，培养独立工作、 团队合作的意识，学会阅读相关科技文献，查找器件手册与相关参数，整理总结设计报 告，并学习计算机辅助设计 EDA 软件 Protel99 SE 和 Multisi

3、m 10 的使用，通过设计一 个数字频率计，学会合理的利用电子器件完成基于模拟电路和数字电路的课程设计与制 作。本次设计的多功能数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪 器。它的基本功能是测量正弦信号、方波信号、三角波信号以及其他各种单位时间内变 化的物理量的频率。 本设计中使用的是直接测频法，即利用计数器直接测量 1S 内输入信号周期的个数 并通过延时电路使其在数码管上显示一定的时间。本设计共分八个单元模块：被测信号 通过放大模块和整形模块整形为幅值较大的方波信号并送入计数模块，同时秒信号产生 模块产生高精度的秒信号送入闸门控制模块以控制计数器的计数和复位时间，最终通过 译码

4、显示模块显示出结果。另外还有校准频率计的校准信号模块和给系统提供能量的电 源模块。 电路设计完成后，将各单元电路分别送入 Multisim10 中仿真，得出结果和理论分 析完全吻合，最终验证设计方案有效。 关键词：关键词：数字频率计；测频法；数字显示；仿真 目目 录录 引 言 1 第 1 章 总体方案设计 2 1.1 系统原理框图 . 2 1.2 各单元电路介绍 . 2 第 2 章 单元模块电路的设计 4 2.1 放大电路 . 4 2.2 整形电路 . 5 2.3 秒信号产生电路 . 6 2.4 闸门控制电路 . 8 2.5 计数电路 . 10 2.6 译码显示电路 . 12 2.7 校准信号

5、电路 . 15 2.8 直流稳压电源电路 . 16 第 3 章 电路的仿真 18 3.1 放大电路 . 18 3.2 整形电路 . 18 3.3 秒信号产生电路 . 19 3.4 闸门控制电路 . 20 3.5 计数译码显示电路 . 20 3.6 校准信号电路 . 21 3.7 直流稳压电路 . 22 3.8 总电路 . 22 结 论 25 致 谢 26 参考文献 27 附录 A 电路原理总图 . 28 附录 B 元器件列表 . 29 - 1- 引引 言言 在电子测量技术中，频率是一个最基本的参量，对适应晶体振荡器、各种信号发生 器、倍频和分频电路的输出信号的频率测量，广播、电视、电讯、微电子

6、技术等现代科 学领域。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。 数字频率计(DFM)是电子测量与仪表技术最基础的电子仪表类别之一, 数字频率计 是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，而且它是数字电 压表(DVM)必不可少的部件。当今数字频率计不仅是作为电压表、计算机、天线电广播 通讯设备、工艺过程自动化装置。多种仪表仪器与家庭电器等许多电子产品中的数据信 息输出显示器映入人们眼帘。 集成数字频率计由于所用元件少、 投资少,体积小,功耗低, 且可靠性高,功能强,易于设计和研发,使得它具有技术上的实用性和应用的广泛性。不 论从我们用的彩色电视机、电冰箱，DVD，还有我们现在家庭常用到的数字电压表数字 万用表等等都包含有频率计。现在频率计已是向数字智能方向发展，即可以很精确的读 数也精巧易于控制。数字频率计已是现在频率计发展的方向,它不仅可以很方便的读数, 而且还可以使频率的测量范围和测量准确度上都比模拟先进.而且频率计的使用已是很 多的方面,数字卫星、数字通讯等高科技的领域都有应用。 数